POSOUZENÍ KONTAMINACE A NÁVRH SANACE VOD V DOMOVÍCH STUDNÍCH V K.Ú. VŘESKOVICE HYDROGEOLOGICKÉ POSOUZENÍ NDCon s.r.o. Zlatnická 10/1582 110 00Praha 1 Září 2014
Základní informace Zpracovatel: NDCon s.r.o. Zlatnická 10/1582 110 00 Praha 1 IČ: 64939511 http://www.ndcon.cz E-mail: robert.michek@ndcon.cz Řešitel: Ing. Robert Michek odborná způsobilost v hydrogeologii č.1949/2005 Objednatel: obec Vřeskovice pan Václav Bláha - místostarosta Vřeskovice 112 334 01 Přeštice CZ00573400 Účel: Vyhodnocení kontaminace a návrh sanace lokálních studní vlivem bakteriálního znečištění z přilehlého hnojiště. Správní příslušnost: Kraj: Obec: Katastrální území: Plzeňský kraj Vřeskovice 761800 Vřeskovice Orientační lokalizace: 1 093 286 833 846 Topografické mapy: M: 50 000 21-24 Číslo hydrologického povodí IV řádu: 1-10-03-072 Útvar povrchových vod: 13301000 Útvar podzemních vod: 62223 Krystalinikum a proterozoikum dolního toku Úhlavy Hydrogeologický rajón základní: 6222 Krystalinikum a proterozoikum v povodí Úhlavy a dolního toku Radbuzy - západní část Účel a zadání V jižní části intravilánu obce Vřeskovice bylo zřízeno společností Agromachine s.r.o. Švihov hnojiště, které je s největší pravděpodobností zdrojem bakteriálního znečištění přilehlých domovních studní určených pro lokální vodohospodářské zásobování. Pan Václav Bláha, místostarosta obce, se obrátil na zpracovatele s žádostí o zhodnocení kontaminace a návrhu sanace vzniklého znečištění. 2
Zájmové území Zájmové území se nachází v jižní části intravilánu obce Vřeskovice, kde bylo identifikováno znečištění v domovních studních lokalizovaných v následujících číslech popisných 104, 82, 14, 107, 102, 88 a 99. Pravděpodobný zdroj znečištění / nezajištěné na parcelním číslo 3401/16. Přehledně je zájmové území prezentováno na OBR.1 na podkladu ortofotomapy, kde je též schematicky znázorněn směr proudění podzemí vody. Zasažené studny v jednotlivých č.p. Hnojiště OBR.1 Lokalizace zájmového území na topografické mapě a předpokládaný směr podzemní vody (zdroj www.mapy.cz) 3
Přírodní poměry Podle regionálního geologického členění leží zájmové území v oblasti svrchního proterozoika tepelsko-barrandienské oblasti, ne než diskordantně nasedají komplexy hornin staršího paleozoika. Území má regionálně jednoduchou geologickou stavbu střídajících se antiklinálních a synklinálních pásem směru JZ-SV. Základní geologické poměry zájmového území je prezentováno na OBR.2. OBR.2 Výřez geologické mapy (světle modrá barva kvartérní fluviální nezpevněné sedimenty hlíny štěrky písky s proměnlivou jílovitou příměsí (údolní nivy, místních vodotečí), světle žlutá barva kvartérní nezpevněné hlinitopísčité sedimenty proměnlivou jílovitou příměsí, zelená barva proterozoické vulkanické horniny proměnlivě navětralé) Území se vyznačuje jednoduchými hydrogeologickými poměry, kde se akumulace a pohyb podzemní vody omezují na tzv. přípovrchovou zónu hydrogeologický masiv a lokálně omezené výskyty nezpevněných sedimentů tvořících údolní nivy místních vodotečí. Hydrogeologický masiv tvoří puklinově porušené a různě navětralé svrchní partie krystalických hornin, které je překryt různě mocnou humosní vrstvou. Dotace podzemní vody je výhradně infiltrací srážkových vod, směr proudění je konformní s terénem a podzemní voda je drénována do lokálních vodotečí. Protože tento svrchní, velice proměnlivý kolektor, není překryt žádným izolátorem, je tato zvodeň velice náchylná ke znečištění. Přímo v zájmovém území je směr proudění podzemní vody konformní s terénem tj. generálně od jihu k severu. Tato přípovrchová zóna závisí na dotaci ze srážek a je silně zranitelné ke znečištění. Protože se v území není průmyslová výroba, je hlavních zdrojem potenciálního znečištění zemědělská činnost. 4
Vyhodnocení kontaminace Kontaminace lokálních studní bakteriální znečištěním (koliformní bakterie a enterokoky) byla identifikována v následujících číslech popisných 104, 82, 14, 107, 102 obce Vřeskovice. Charakterizace mikrobiologických ukazatelů Při ověřování mikrobiologické nezávadnosti vody se nehledají bakterie či viry způsobující známá onemocnění přenášená vodou, jako je tyfus, infekční zánět jater, průjmová onemocnění virového původu apod. Bylo by to technicky, časově i finančně neúnosné. Proto se všude na světě používá metoda tzv. indikátorů fekálního znečištění, při které se hledají bakterie, žijící ve střevním traktu člověka a teplokrevných živočichů (E.coli, koliformní bakterie, enterokoky). Pokud se ve vodě najdou některé z těchto bakterií, je voda podezřelá, že přišla do kontaktu s výkaly či zbytky živočichů a že může obsahovat patogenní bakterie a viry, které nejčastěji pocházejí právě ze střevního traktu. Na základě průzkumů se odhaduje, že značná část studní v ČR je těmito bakteriemi kontaminována. Skutečnost, že voda ze studny je dlouho používána bez jakýchkoli pozorovaných nepříznivých důsledků, ještě neznamená garanci její nezávadnosti. U pravidelných uživatelů takové vody se snad může vyvinout tolerance k těmto bakteriím, ale onemocnět mohou jak návštěvy a malé děti, tak uživatelé samotní, pokud se v důsledku různých příčin jejich imunitní systém oslabí. Vedle indikátorů fekálního znečištění se ještě používají tzv. indikátory obecné kontaminace (počet kolonií rostoucích při C22 nebo 36 C, dříve tzv. psychrofilní a mezofilní bakterie), kterým se připisuje menší hygienický význam než předchozím. O tom, zda i tyto všudypřítomné bakterie mohou ve vysokých počtech způsobit onemocnění nebo nevolnost citlivých osob, se vedou dosud odborné spory. Escherichia coli (E.coli). Představuje dnes hlavní indikátor fekálního znečištění. Její původ je výlučně fekální, am humánní či animální, takže interpretace jejího výskytu ve vodě je jednoznačná. Limit: 0 KTJ/100 ml. (KTJ = kolonii tvořící jednotka; počet KTJ lze zjednodušeně chápat jako počet bakterií v daném objemu vody. Limitem se rozumí mezní nebo nejvyšší mezní hodnota podle vyhlášky č. 376/2000 Sb., resp. její novely.) Koliformní bakterie. Představují neškodné, saprofytické bakterie, osídlující střevní trakt, ale žijící běžně i v půdě. Výjimečně se mezi nimi mohou vyskytnout patogenní kmeny, které tvoří toxiny, mohou proniknout do tkání a způsobit přímo ohrožení zdraví. Dnes jsou považovány víceméně za indikátor účinnosti úpravy vody a dezinfekce, sekundární kontaminace či vysokého obsahu živin v upravené vodě. Koliformní bakterie zahrnují i druh E. coli, nebom se jedná o skupinový ukazatel, takže výše uvedený jejich význam platí v případě nepřítomnosti E. coli. Limit: 0 KTJ/100 ml. Enterokoky. Představují doprovodný indikátor fekální kontaminace vody, signalizující čerstvé znečištění. Jejich vztah k původu fekálního znečištění však není tak jednoznačný a těsný, jako v případě E. coli. Jejich význam se uplatňuje v případech, kdy koliformní bakterie ve vodě nepřežívají. Limit: 0 KTJ/100 ml. 5
Počet kolonií při 22 C. Představují indikátor obecné kontaminace. Přinášejí informaci o celkovém bakteriálním znečištění vody, jejich zvýšené počty signalizují průnik znečištění z okolí nebo poruchy úpravy vody nebo dezinfekce. Limit: 500 KTJ/ml pokud voda není dezinfikována. Počet kolonií při 36 C. Jedná se o indikátor obecného znečištění, stejně jako v případě předchozího ukazatele bakterií. Jejich teplotní optimum růstu (36 C) vykazuje návaznost na teplokrevné organismy, čímž je i dán jejich poněkud vyšší hygienický význam oproti počtu kolonií s optimem růstu okolo 22 C. Limit: 100 KTJ/ml pokud voda není dezinfikována. Z výše uvedeného popisu přírodních poměrů zasaženého území a charakterizace zastižené bakteriální kontaminace lze konstatovat, že zdrojem znečištění je nezabezpečené hnojiště, přes které prochází proud podzemní vody, jež je lokálně jímána v zasažených domovních studních. Bakterie jsou náchylné k poklesu teploty, za chladu rychle hynou. Předpokládáme, že k jejich množení dochází uvnitř hnojiště, kde vlivem biologických procesů je dosaženo teploty okolo 36 stupňů a následně vymýváním pomocí srážkových vod dochází k jejich přestupu do vod podzemních. Doba zdržení mezi infiltrací kontaminovaných vod do vod podzemních a jejich jímáním je krátká, není dostatečná k úhynu bakterií a jejich zachycení na horninovém prostředí. Vlivem zvýšených srážek dochází k zrychlení proudění podzemních vod a tím k dalším snížení doby zdržení. Tímto lze vysvětlit, že v době vzniku hnojiště nebyla voda kontaminována. 6
Návrh sanace Sanační opatření musejí probíhat ve dvou rovinách. Primárně musí být odstraněno/zabezpečeno hnojiště, tak aby byl vyloučen zdroj kontaminace a následně pak desinfekce domovních studní. Sanace zdroje / odstranění hnojiště Po fyzickém odstranění hnojiště by měla být též odstraněna svrchní vrstva půdy cca 40 cm a následně by měla být plocha dezinfikována pomocí prostředků na bázi vápna, chlornanu sodného apod. Způsoby desinfekce domovních studní jsou v zásadě dva: fyzikální a chemický. Výběr správného druhu závisí jak na technických parametrech studně (šachtová nebo vrtaná; ruční nebo tlakové čerpadlo; rozvod vody apod.) a potřebném typu dezinfekce (zda má jít o jednorázovou, trvalou nebo cílenou jen na menší množství vody před spotřebou), tak na kvalitě vody po stránce fyzikálně-chemické! Řada způsobů dezinfekce může být málo účinná, téměř neúčinná nebo mít nežádoucí vedlejší důsledky, má-li voda např. zákal nebo vysoký obsah organických látek. Dochází pak k rychlé spotřebě účinné dezinfekční látky, není zajištěna dostatečná doba kontaktu a 100% baktericidní účinek, voda může být nadále závadná. V navazující rozvodné síti nemohou pak nedostatečné zbytkové koncentrace účinné látky zabránit sekundární kontaminaci bakteriemi přežívajícími v biofilmu v potrubí. A konečně může docházet k tvorbě toxikologicky nežádoucích látek, tzv. vedlejších produktů dezinfekce. Jednorázová (nárazová) dezinfekce může u nově zprovozňovaného zdroje předcházet kontinuální dezinfekci nebo může být dostačujícím řešením u asanace jednorázového znečištění nebo u dlouho nepoužívané (ale jinak nezávadné) studny. Lze k ní použít pouze chemický způsob dezinfekce, např. některý z dále uvedených přípravků dostupných na českém trhu (nejde o vyčerpávající seznam): AQUASTERIL. Práškový přípravek na bázi dichlorisokyanuranu sodného CHLORNAN SODNÝ. Tekutý přípravek (chlornan sodný) PERSTERIL. Tekutý přípravek na bázi kyseliny peroctové PRESEPT. Tabletový přípravek na bázi dichlorisokyanuranu sodného. SAGEN. Práškový přípravek na bázi stříbra SAVO. Přípravek na bázi chlornanu sodného Dávkování se řídí návodem k použití. Dezinfekci obvykle provádíme tak, že odměřené množství přípravku smícháme v menší nádobě s vodou a tento roztok pak nalijeme na hladinu ve studni nebo do vrtu. Nutné je účinné promíchání celého objemu vody, včetně ošetření případného rozvodu vody. Pokud je použita pitné vodě přiměřená dávka (obsah aktivního chloru do 0,3 mg/l), lze vodu po předepsané době působení prostředku použít k pití. Je-li použita dávka šoková, je nutné nebo přinejmenším vhodné vodu vyčerpat, resp. použít k jiným účelům než k pití. Viz opět návod k použití daného přípravku. Trvalou, kontinuální dezinfekci, kterou je nutno použít u zdrojů s trvalým znečištěním, lze zajistit buďto chemicky nebo fyzikálně. Pro fyzikální dezinfekci, která 7
je ze zdravotního hlediska vhodnější, protože netvoří vedlejší rizikové látky, se používá UV-záření (tam, kde není zákal) nebo mikrofiltrace s použitím keramických filtrů o porozitě aspoň 0,2 μm. Tyto filtry jsou naopak vhodné i pro odstranění zákalu (ovšem čím větší zákal, tím kratší životnost), pracují však stejně jako UV-lampy pouze v tlakovém prostředí. Do ČR se dováží několik druhů těchto mikrofiltrů, které pro svůj provoz nevyžadují příkon elektrické energie. Nejen mikrofiltry, ale i UV-lampy jsou pro malé zdroje perspektivním druhem dezinfekce, protože pracují automaticky a vyžadují nenáročnou údržbu. Na trhu je již řada schválených výrobků, jak českých, tak zahraničních, o různé kapacitě i technickém standardu. Protože voda po průtoku UVlampou neobsahuje žádné zbytky dezinfekce, je vhodné přístroj zařadit v potrubí do místa blízko odběru, aby nedošlo k druhotné kontaminaci vody v rozvodech. Pro kontinuální chemickou dezinfekci lze použít některý z tekutých dezinfekčních přípravků, např. chlornan sodný. Důležitý je zde způsob dávkování, který nebývá problémem u automatických dávkovačů připojených na potrubí (tedy do tlakového prostředí). Při dávkování přípravků přímo do studny, tedy do beztlakového prostředí, bývají problémy s udržením žádané koncentrace. Pro tento způsob dezinfekce byl českým výrobcem Inform-Consult-Aqua Příbram vyvinut dávkovač CHLOROZ (dávkovač chlornanu), který funguje s minimálními nároky na obsluhu a údržbu a bez nároku na příkon elektrické energie. Vodu si lze také účelově dezinfikovat v potřebném množství až (těsně) před použitím, a to buď chemickými přípravky v tabletách či granulích, určenými pro malé objemy vody, nebo prostým převařením vody. Z výše zmíněných chemických přípravků se zde nabízejí především ty na bázi aktivního chloru. Při použití vysoké (šokové) dávky a nutnosti rychlé spotřeby vody je nutno použít dechlorační prostředek, který je např. u Aquasterilu součástí komerčního balení přípravku. Pro dezinfekci převařením vody je potřebná délka varu udávána velmi rozdílně, ale v našich podmínkách pro likvidaci bakteriální (i virové) kontaminace vody bez zákalu by měl postačit jednominutový var (od chvíle, kdy se bubliny tvoří v celém obsahu nádoby, nikoliv od pouhých známek jejich tvorby). 8
Návrhy a doporučení Na základě výše popsaných skutečností můžeme závěry posouzení a návrhová opatření shrnout do následujících bodů: Zdrojem kontaminace je nezabezpečené hnojiště, které je zdrojem bakteriální kontaminace podzemních vod zasažených domovních studní. Hnojiště musí být neprodleně odstraněno a plocha hnojiště musí být dezinfikována. Kontaminovanou vodu bez příslušné desinfekce lze využívat pouze jako užitkovou. Dezinfekci lze před použitím realizovat buď pomocí chemických prostředků, nebo převaření. Trvalá desinfekce domovních studní musí být realizována po odstranění hnojiště a odčerpání silně znečištěné vody. Proto doporučujeme po odstranění hnojiště jímat po několik dnů podzemní vody ze zasažených studní v maximální možné míře, ať dojde k urychlení proudění podzemí vody a tím pádem odčerpání nejvíce znečištěné vody. Následně provést jednorázovou dezinfekci studně a realizovat kontrolní rozbor. V případě negativního výsledku postup opakovat. Jímaná podzemní voda pochází ze svrchního kolektoru podzemní vody, jež je silně zranitelný ke znečištění a k bakteriální kontaminaci může dojít i z malého lokálního zdroje lokalizovaného v blízkosti studny. Proto doporučujeme provádět průběžně rozbory na kvalitu vod (zejména bakteriologické znečištění) a v případě zjištění bakteriální kontaminace provést desinfekci studny, případně jejího okolí. V Praze, dne 10.09.2014 Ing. Robert Michek (Odborná způsobilost v hydrogeologii č. 1949/2005) 9